CN207039475U - 一种电源电压自动切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电源电压自动切换电路，通过在电源电路中采用包括EMI电路，交流电压输入端口、交流整流电路、PWM控制电路、电压变换电路、整流滤波输出电路、电压反馈电路、第一光耦电路，在电源工作正常的情况下，输出为5V电压为手机及供电电压为5V的小家电或玩具供电，当为平板电脑及供电电压为12V的小家电或玩具充电时，自动识别并输出5V的电压转换为12V向设备供电。通过自动切换输出电压，解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用，造成资源浪费和环境污染的问题。同时，通过输出保护电路的过功率保护，过电流保护，过电压保护功能，实现完善的智能保护功能。
Description
技术领域
本实用新型属于电源电路领域，特别涉及一种电源电压自动切换电路。
背景技术
在购买手机、平板电脑、玩具、剃须刀、家用手电筒等等所有DC5V或者12V供电的小家电产品时，都配备有一个充电器或者电源，其实这些大部分的电源都可以共用一个。然而，现在每个家庭充电器少则3-5个，多则10多个，到处存在，但没有经常使用；如若丢掉，则会对环境造成巨大的污染。据新闻报道，电子零件在土壤中一百年也不会降解，而且还含有较多的重金属及有害物质，为了保护本国环境，很多国家每年都花费昂贵的费用将本国的电子垃圾海运到荒芜的地方丢弃。
有鉴于此，本发明人专门设计了一种电源电压自动切换电路，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电源电压自动切换电路，通过自动切换输出电压，解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用，造成资源浪费和环境污染的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种电源电压自动切换电路，包括交流电压输入端口、交流整流电路、PWM控制电路、电压变换电路、整流滤波输出电路、电压反馈电路、第一光耦电路；
所述交流电压输入端口，与所述交流整流电路的输入端相连，用于输入交流电压，并传送至所述交流整流电路；
所述交流整流电路的输出端，与所述电压变换电路的输入端相连，用于将所述交流电压整流为直流电压,并传送至所述电压变换电路；
所述PWM控制电路的输出端，与所述电压变换电路的输入端相连，用于输出PWM开关信号，提供耦合能量，并传送至所述电压变换电路；
所述电压变换电路的输出端，分别与所述整流滤波输出电路的输入端、PWM控制电路的输入端相连，用于根据所述直流电压和PWM开关信号，输出开关电源，为所述PWM控制电路提供电源，并传送至所述整流滤波输出电路；
所述整流滤波输出电路的输出端，与所述电压反馈电路的输入端相连，用于滤除所述开关电源的纹波，并将滤波后的开关电源传送至所述电压反馈电路；
所述电压反馈电路的输出端，与所述第一光耦电路的输入端相连，用于反馈所述开关电源，并传送至所述第一光耦电路；
所述第一光耦电路的输出端，用于隔离所述开关电源，并将所述开关电源传送至所述PWM控制电路，为所述PWM控制电路提供开关控制时间。
优选地，在所述交流电压输入端口和交流整流电路的输入端之间设有EMI电路，用于滤除所述交流电压的电磁干扰信号。
优选地，在所述整流滤波输出电路的输出端设有输出保护电路，用于保护所述开关电源。
优选地，所述输出保护电路的输出端设有第二光耦电路，用于隔离所述开关电源。
优选地，所述EMI电路包括一保险丝、一Y电容、一共模电感；
所述保险丝的第一端口，与所述交流电压输入端口L相连；所述保险丝的第二端口，与所述Y电容的第一端口相连；
所述Y电容的第二端口，与所述交流电压输入端口N相连；
所述共模电感的第一端口，与所述保险丝的第二端口相连；所述共模电感的第二端口，与所述交流电压输入端口N相连。
优选地，所述交流整流电路包括一桥式整流器和一高压储能电容；
所述桥式整流器的第一端口，与所述共模电感的第三端口相连；所述桥式整流器的第二端口，与所述共模电感的第四端口相连；所述桥式整流器的第三端口，与所述高压储能电容的阴极相连；所述桥式整流器的第四端口，与所述高压储能电容的阳极相连；
所述高压储能电容的阳极，与所述电压变换电路的输入端相连；所述高压储能电容的阴极，与接地信号相连。
优选地，所述输出保护电路包括一过功率保护电路，一过电流保护电路，一过电压保护电路。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种电源电压自动切换电路，通过在电源电路中采用包括EMI电路，交流电压输入端口、交流整流电路、PWM控制电路、电压变换电路、整流滤波输出电路、电压反馈电路、第一光耦电路，在电源工作正常的情况下，输出为5V电压为手机及供电电压为5V的小家电或玩具供电，当为平板电脑及供电电压为12V的小家电或玩具充电时，自动识别并输出5V的电压转换为12V向设备供电。通过自动切换输出电压，解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用，造成资源浪费和环境污染的问题。同时，通过输出保护电路的过功率保护，过电流保护，过电压保护功能，实现完善的智能保护功能。
附图说明
图1是本实用新型的***框图；
图2是本实用新型的EMI电路和交流整流电路实施方式示意图；
图3是本实用新型的实施方式示意图。
具体实施方式
一种电源电压自动切换电路，包括交流电压输入端口、交流整流电路、PWM控制电路、电压变换电路、整流滤波输出电路、电压反馈电路、第一光耦电路；
交流电压输入端口，与交流整流电路的输入端相连，用于输入交流电压，并传送至交流整流电路；
交流整流电路的输出端，与电压变换电路的输入端相连，用于将交流电压整流为直流电压,并传送至电压变换电路；
PWM控制电路的输出端，与电压变换电路的输入端相连，用于输出PWM开关信号，提供耦合能量，并传送至电压变换电路；
电压变换电路的输出端，分别与整流滤波输出电路的输入端、PWM控制电路的输入端相连，用于根据直流电压和PWM开关信号，输出开关电源，为PWM控制电路提供电源，并传送至整流滤波输出电路；
整流滤波输出电路的输出端，与电压反馈电路的输入端相连，用于滤除开关电源的纹波，并将滤波后的开关电源传送至电压反馈电路；
电压反馈电路的输出端，与第一光耦电路的输入端相连，用于反馈开关电源，并传送至第一光耦电路；
第一光耦电路的输出端，用于隔离开关电源，并将开关电源传送至PWM控制电路，为PWM控制电路提供开关控制时间。
如图1所示，在交流电压输入端口和交流整流电路的输入端之间设有EMI电路，用于滤除交流电压的电磁干扰信号。
在整流滤波输出电路的输出端设有输出保护电路，用于保护开关电源。
输出保护电路的输出端设有第二光耦电路，用于隔离开关电源。
如图2所示，EMI电路包括一保险丝、一Y电容、一共模电感；
保险丝的第一端口，与交流电压输入端口L相连；保险丝的第二端口，与Y电容的第一端口相连；
Y电容的第二端口，与交流电压输入端口N相连；
共模电感的第一端口，与保险丝的第二端口相连；共模电感的第二端口，与交流电压输入端口N相连。
如图2所示，交流整流电路包括一桥式整流器和一高压储能电容；
桥式整流器的第一端口，与共模电感的第三端口相连；桥式整流器的第二端口，与共模电感的第四端口相连；桥式整流器的第三端口，与高压储能电容的阴极相连；桥式整流器的第四端口，与高压储能电容的阳极相连；
高压储能电容的阳极，与电压变换电路的输入端相连；高压储能电容的阴极，与接地信号相连。
输出保护电路包括一过功率保护电路，一过电流保护电路，一过电压保护电路。
如图3所示，EMI电路输入端L线接保险丝F1，EMI电容CX1与L线和N线相连接，然后L线与N线再连接L1共模电感，组成EMI防干扰电路.
交流整流电路的桥式整流器将EMI电路部分的交流整流为直流电压再输送给高压储能Y电容C2进行滤波。
PWM控制电路的，电阻R1的一端连接电容C2的正极，电阻R1的另一端连接芯片IC3的5脚提供供电启动电压，芯片IC3的6脚输出驱动电压连接电阻R8驱动Q2进行开关动作，Q2的D极连接变压器第1绕组2脚，给变压器提供耦合能量。
电压变换电路的PWM控制电路Q2开始开关动作后,变压器T1的第1绕组1脚连接整流滤波部分的电容C2的正极，由电容C2的正极向变压器提供能量，变压器开始进行电压变换，将电容C2的正极的电压320V变换为18V的电压提供给第2绕组的3脚，第2绕组的3脚D2整流管进行整流，再连接电容C4进行滤波，再连接Q1的电容C极，Q1的B极连接D3的负极，D3的正极连接T1变压器的4脚，电阻R7的一端连接D3的负极，另一端连接D2的负极，组成PWM控制电路的稳定供电源，为PWM控制电路稳定工作的基础。在此同时，电容C2的正极的电压320V变换为5V的电压提供给T1第3绕组的8脚.
整流滤波输出电路的电容C2的正极的电压320V变换为5V的电压提供给T1第3绕组的8脚.连接D4的正极，将来自变压器的交流电源整流为脉动的直流电压，D4的负极连接电容C8的正极，通过D8来进行脉动的直流过滤为纯净的直流电压供给使用设备。
多电压反馈电路的当使用设备为5V供电电压时，电阻R18与芯片IC4,电阻R15，芯片IC1，电阻R20，电容C7组成电压稳压反馈回路，所述电阻电阻R18第一端连接电容C8的正极，电阻R18第二端连接电阻R21的第一端，再连接芯片IC5的电阻R脚和芯片IC4的1脚，组成基准电压检测，通过芯片IC4的第3脚连接电阻电阻R15的第一端，电阻R15的第2端连接芯片IC1的第2脚，芯片IC1的第1脚连接电容C8的正极，芯片IC1的第4脚连接电阻R12的第一端，电阻R12的第二端连芯片IC3的第2脚，芯片I C4的第3脚来控制芯片IC1的导通强度光耦合到PWM控制部分的芯片IC1的第4脚再反馈到芯片IC3的第2脚，控制芯片IC3的第6脚的输出时间，来控制5V输出电压稳定。
当使用设备为12V供电电压时，电阻R18，电阻R19，Q4，电阻R27，电阻R30，与芯片IC4,电阻R15，芯片IC1，电阻R20，电容C7组成电压稳压反馈回路，所述电阻电阻R18第一端连接电容C8的正极，电阻R18第二端连接电阻R21的第一端，电阻R19第一端连接电阻R18第二端和电阻R21的第一端，电阻R19第二端连接Q4的D极，Q4的S极接地，Q4的G极接电阻R30的第一端，电阻R30的第二端接地，电阻R27的第二端接Q4的G极，电阻R27的第一端接电容CN1的第7脚2.5V信号电压，当信号电压过来时，通过电阻R27给Q4D的G极提供导通电压，让Q4完全导通，等效于电阻R19的第二端直接接地与电阻R21为并联的关系，改变了芯片IC4的第1脚的检测电压.电阻R19第一端与电阻R18第二端和电阻R21的第一端连接芯片IC5的电阻R脚和芯片IC4的1脚，组成12V对应的基准电压检测，通过芯片IC4的第3脚连接电阻电阻R15的第一端，电阻R15的第2端连接芯片IC1的第2脚，芯片IC1的第1脚连接电容C8的正极，芯片IC1的第4脚连接电阻R12的第一端，电阻R12的第二端连芯片IC3的第2脚，芯片IC4的第3脚来控制芯片IC1的导通强度光耦合到PWM控制部分的芯片IC1的第4脚再反馈到芯片IC3的第2脚，控制芯片IC3的第6脚的输出时间，来控制12V输出电压稳定。
输出保护电路的过功率保护功能部分：PWM控制部分电阻R5的第一端与Q2是S极相连接，与电阻R10的第二端连接，电阻R10的第一端连接到芯片IC3的第4脚，电容C13的第一端连接电阻R10的第一端和芯片IC3的第4脚，电阻R5的第二端与地相连接，当5V设备异常或者12V设备异常时，导致输出功率超过本电源的输出功率时，电源不会***或烧坏，会进行智能保护，当设备故障解除后电源恢复正常工作。
过电流保护功能部分：电阻R11第一端连接输出的地，电阻R11第二端连接电容C8的负极，再连接芯片IC4的4脚，连接电阻R17的第一脚，电阻R17的第二脚连接芯片IC4的第五脚，连接电阻R31的第一脚，电阻R31的第二脚连接输出的地线。芯片IC4第3脚连接电阻R15第一端，第二端连接IC1B的第2脚，组成过电流保护电路。
过电压保护功能部分：电阻R28第一端连接电容C8的负极，第二端连接电阻R23的第一端，第二端连接Q3的电容C极，Q3的E极接地，Q3的B极接电阻R26的第一端，电阻R26的第二端接地，Q3的B极接电阻R25的第一端，电阻R25的第二端接D6的第2脚。
D5的负端连接电阻R28的第二端，D5的正极连接电阻R13的第一端，电阻R13的第二端连接D6的第3脚，电阻R13的第二端连接电容C10.电阻R24的第一端。电容C10.电阻R24的第二端。电阻R28的第二端连接电阻R22的第一端，电阻R22的第二端连接地。电阻R28的第二端连接IC5的R脚。电阻R28的第二端连接电容C6的的第一端。IC5的A脚连接地，IC5的K脚连接电容C6的第二端，再连接电阻R16的第二端，电阻R16的第一端连接IC2B的第2脚，IC2B的第1脚连接电容C8的正极端。
它们的具体实施方式是：
(1)EMI电路＝＝》(2)交流整流滤波电路＝＝》(3)电压变换电路＝＝》(4)PWM控制电路＝＝》(3)电压变换电路＝＝》(5)整流滤波输出电路＝＝》(6)多电压反馈电路＝＝》(4)PWM控制电路如此一直循环动作。
当电源发生异常时的流程(1)EMI电路＝＝》(2)交流整流滤波电路＝＝》(3)电压变换电路＝＝》(4)PWM控制电路＝＝》(3)电压变换电路＝＝》(5)整流滤波输出电路＝＝》(6)输出保护电路＝＝》(4)PWM控制电路关闭所有电路，如此循环。
通过在电源电路中采用包括EMI电路，交流电压输入端口、交流整流电路、PWM控制电路、电压变换电路、整流滤波输出电路、电压反馈电路、第一光耦电路，在电源工作正常的情况下，输出为5V电压为手机及供电电压为5V的小家电或玩具供电，当为平板电脑及供电电压为12V的小家电或玩具充电时，自动识别并输出5V的电压转换为12V向设备供电。通过自动切换输出电压，解决了现有充电器单一性、不能转换多元化使用，造成资源浪费和环境污染的问题。同时，通过输出保护电路的过功率保护，过电流保护，过电压保护功能，实现完善的智能保护功能。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (7)
1.一种电源电压自动切换电路，其特征在于：包括交流电压输入端口、交流整流电路、PWM控制电路、电压变换电路、整流滤波输出电路、电压反馈电路、第一光耦电路；
所述交流电压输入端口，与所述交流整流电路的输入端相连，用于输入交流电压，并传送至所述交流整流电路；
所述交流整流电路的输出端，与所述电压变换电路的输入端相连，用于将所述交流电压整流为直流电压,并传送至所述电压变换电路；
所述PWM控制电路的输出端，与所述电压变换电路的输入端相连，用于输出PWM开关信号，提供耦合能量，并传送至所述电压变换电路；
所述电压变换电路的输出端，分别与所述整流滤波输出电路的输入端、PWM控制电路的输入端相连，用于根据所述直流电压和PWM开关信号，输出开关电源，为所述PWM控制电路提供电源，并传送至所述整流滤波输出电路；
所述整流滤波输出电路的输出端，与所述电压反馈电路的输入端相连，用于滤除所述开关电源的纹波，并将滤波后的开关电源传送至所述电压反馈电路；
所述电压反馈电路的输出端，与所述第一光耦电路的输入端相连，用于反馈所述开关电源，并传送至所述第一光耦电路；
所述第一光耦电路的输出端，用于隔离所述开关电源，并将所述开关电源传送至所述PWM控制电路，为所述PWM控制电路提供开关控制时间。
2.根据权利要求1所述的一种电源电压自动切换电路，其特征在于：在所述交流电压输入端口和交流整流电路的输入端之间设有EMI电路，用于滤除所述交流电压的电磁干扰信号。
3.根据权利要求1所述的一种电源电压自动切换电路，其特征在于：在所述整流滤波输出电路的输出端设有输出保护电路，用于保护所述开关电源。
4.根据权利要求3所述的一种电源电压自动切换电路，其特征在于：所述输出保护电路的输出端设有第二光耦电路，用于隔离所述开关电源。
5.根据权利要求2所述的一种电源电压自动切换电路，其特征在于：所述EMI电路包括一保险丝、一Y电容、一共模电感；
所述保险丝的第一端口，与所述交流电压输入端口L相连；所述保险丝的第二端口，与所述Y电容的第一端口相连；
所述Y电容的第二端口，与所述交流电压输入端口N相连；
所述共模电感的第一端口，与所述保险丝的第二端口相连；所述共模电感的第二端口，与所述交流电压输入端口N相连。
6.根据权利要求5所述的一种电源电压自动切换电路，其特征在于：所述交流整流电路包括一桥式整流器和一高压储能电容；
所述桥式整流器的第一端口，与所述共模电感的第三端口相连；所述桥式整流器的第二端口，与所述共模电感的第四端口相连；所述桥式整流器的第三端口，与所述高压储能电容的阴极相连；所述桥式整流器的第四端口，与所述高压储能电容的阳极相连；
所述高压储能电容的阳极，与所述电压变换电路的输入端相连；所述高压储能电容的阴极，与接地信号相连。
7.根据权利要求3所述的一种电源电压自动切换电路，其特征在于：所述输出保护电路包括一过功率保护电路，一过电流保护电路，一过电压保护电路。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112234704A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-15 | 维沃移动通信有限公司 | 闪光灯电源切换电路、闪光灯控制方法及电子设备 |
| CN114142541A (zh) * | 2020-09-04 | 2022-03-04 | 辽宁轨道交通职业学院 | 一种基于vicor电源模块的无人直升机锂电池隔离充电*** |
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